检验技术自动分析技术与仪器

样本分装
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样本分选
自动离心
自动智能分装
自动开盖
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自动样本装卸
重测存储复测
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意义：
1、逐步实现部门一体化，所需人力资源减少，效率提高； 2、所用的标本量减少，更好的方便患者； 3、人工操作减少，操作误差减少到最小； 4、更快的处理标本；回报结果的能力增强； 5、促进实验室操作的规范化； 6、安全性和整个过程的控制更好； 7、实验室占用较少的空间； 8、全面提升临床检验的管理。
分 类：
空气分段系统式
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试剂分段系统式
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结 构：
①样品盘：用来放置待测样品和标准品 ②比例泵：提供使样品在仪器内进行运动的压力以及
向流经管道的液体注入空气 ③混合管：将比重不同的液体充分混匀 ④透析器：去除反应管中大、小分子对反应的干扰， ⑤恒温器：恒定反应所需温度 ⑥比色计和记录器：获得检测结果。
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➢恒温系统
自动生化分析仪通过 恒温系统保持温度的恒 定，以保证反应的正常 进行，其保持恒温的方 式有干式恒温、水浴循 环加热式、恒温液循环 间接加热式三种：
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清洗系统
组成：一般由吸液针、 吐液针和擦拭块组成，可 有五至九段清洗，段就是 冲洗的步骤。
清洗的工作流程：
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➢光路系统：
➢定义:从发出光到信号接收的全部路径。 ➢组成:由一组透镜、聚光镜、比色杯和分光元件等组成
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光路的分类：
✓直射式光路和集束式光路
集束式光路的优点：
使光束变窄，可检测低于180μl的反应液，使生化分析 仪的超微量检测成为可能
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✓前分光光路和后分光光路
第十五章
自动分析技术和 仪器
第一节 实验室自动化
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重点概念：
自动化 （automation）
全实验室的自动化 (total laboratory automation，TLA)
实验室信息系统 (1aboratory information system，LIS)
医院信息系统 (hospital information system，HIS)
后分光的优点：
①可同时选用双波长或多波长进行测定，提高了分析的精度和准确度； ②不需调节仪器的任何部件，降低了噪声，，减少了故障率。
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✓反射式光路：
特点：
①在干化学化分析仪中使用。 ②载体是固相的试纸，不具备透射功能，反光度与浓度成反比。
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➢分光元件
分类:滤光片、棱镜、全息反射式光栅和蚀刻式凹面光栅
试剂室(瓶)和取液装置
混匀装置
保温系统
检测系统
清洗系统
计算机控制系统等
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基本结构和原理
分析部分 操作部分
检测系统 进样和加液系统 反应系统 清洗系统 计算机系统
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检测系统
组成:
检测系统 (detection system)
功能:
光学系统 信号检测系统
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LIS的框架模式
LIS把每个实验室的工作步骤设计成模块，用条码技术把各个模块贯 穿起来，用户能个性化地没置和组合各个模块。在这个框架模式下，就 能满足不同规模、流程的临床实验室的需求
1．检验申请
2．收费
3．样品采集
4．核收
5．质控
6．分析前处理
7．生成工作任务清单
8．分析过程
9．分析后处理
组成：
单
通
样品架(盘)和试剂盘
道
全
自
加液系统
动
生
搅拌器
化 分
析
仪
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多通道全自动生化分析仪
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反应系统
组成：反应盘和恒温系统两部分。
➢反应盘 反应盘是生化反应的场所，全部的反应杯位于
其中，目前的全自动生化分析仪都用反应杯兼作比 色杯，置于恒温箱中。
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单通道管道式自动分析仪结构示意图
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（三）离心式自动生化分析仪
结构与检测原理：
使用特殊材料制成的转盘作为反应器，转盘上有呈放射 状排列的三个为一组的凹槽，可多达30组。检测时，将转 盘放在离心机上作为转头，在靠近轴心的凹槽中加入试剂， 中间凹槽中加入待测标本转盘转动后，在离心力的作用下， 试剂与标本混合，发生反应。经适当的时间后，反应液最 后流入离轴心最远的凹槽中，该凹槽的上下表面均由透明 的塑料材料制成，可作为比色孔。当光源光束按垂直方向 通过该比色孔时，完成比色测定。最后由微机进行数据处 理、结果分析，并将测试结果显示并打印出来。。在分析 过程中，样品与试剂的混合、反应和检测等每一步骤同时 完成，属于“同步分析” 。
作为分析部分的核心，它的功能是将化学反应的光学 变化转变成电信号。
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光学系统
组成: 由光源、光路系统、分光器、 比色杯等组成。
功能:提供足够强度的光束、单色光及比色 的光路。
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➢光 源：
一般采用卤素灯(多为12V20W)，寿命为800 小时左右，提供波长范围为325nm～800nn的光源。
极大限度地减少了标本处理和数据处理等过程中所谓单调 (dull)、脏(dirty)、危险(dangerous)的“3D”人工操作
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实验室信息系统(laboratory information system，LIS)
定义：
是以支持实验室日常工作、管理决策、科研等为目标的信 息收集、处理、存储、传播和应用的系统，由信息系统和管理 系统两部分组成。信息系统以实验室标本检测全过程中产生的 数据管理为主，管理系统以实验室的经济、物资、人事、科研 等管理决策为主。
✓滤光片均为干涉滤光片，有插入式和可旋转式滤光片槽、滤光 片盘两种。
✓全息反射式光栅是在玻璃上覆盖一层金属膜后制成，有一定程 度的相差，易被腐蚀。
✓蚀刻式光栅是将所选波长固定地刻制在凹面玻璃上(1mm内可 以蚀刻4000～10000条线)，有耐磨损、抗腐蚀、无相差等优点
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➢比色杯
吸出反应液 → 吐入清洗剂→ 吸干→吐入去离子水 → 吸干→擦干
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计算机系统
主要功能：
控制标本的识别、吸取样品和试剂、样品和试剂的反应、 测定方法的选择、吸光度的检测、数据处理、校准方法、 结果打印、质量监控等
功能表现：
具有各种测定方法、校准方法、仪器使用状态的实时监 控、多种质量监控方式、项目间结果计算、各种统计功能、 多种报告打印方式、数据存储和调用。
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自动化（automation）
定义：
实验室技术人员用最小的劳动强度使用实验室仪器和样 品处理设备来完成临床实验分析。
自动化分析仪的优势：
准确、精密、快速、高效
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自动化的范围：
➢目前自动化的范围：
①检验申请→②收费→③样品采集→④样品标示→⑤运送 →⑥样本的接(验)收、检验项目(含收费)的确认→⑦分析
前处理(如离心、分注、贴标识)→⑧样品装载→⑨样 品分析→⑩分析后处理
➢未来自动化的范围:
不仅仅是指分析过程的自动化，还包括分析前和分析后 的自动化。
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全实验室的自动化(total laboratory automation，TLA)
定义：
借助实验室信息系统(1aboratory information system， LIS)将临床实验室中各类自动化分析仪器(生物化学、血液学、 分子诊断学、免疫学等)串联起来，组合成流水线作业的形式， 把样品输送到不同的检测单元，并将各个仪器的检测结果合并 输出，实现了远程检验申请、实时在线检测、远程审核结果和 实验数据的共享。
中型自动生化分析仪
大型自动生化分析仪
超大型自动生化分析仪
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根据仪 器自动 化程度
全自动化 半自动化
单通道 多通道
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根据项 目选择 方式
随机任选式 固定项目式
根据同 时可测 定项目 数量
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（二）连续流动式自动生化分析仪
检测特点：
测定项目相同的各待测样品与试剂混合后 的化学反应及整个分析过程，均在同一管道 中经流动过程完成，又称管道式分析仪 。
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三、全自动生化分析仪的性能及评价
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离心式自动分析仪结构示意图
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（四）分立式自动生化分析仪
检测特点：
模拟手工操作的方式设计仪器并编制程序，以机械臂 代替手工，按照程序依次进行有序的操作，完成项目检 测及数据分析。
工作流程：
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“顺序式”分析示意
图
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结构： 样品盘(架)和取样装置
10．审核
11．生成报告单和发布
2020/15/62．查询
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医院信息系统(hospital information system，HIS)
利用电子计算机和通讯设备，为医院所属各部门提供病人诊疗 信息 (Patient Care Information) 和行政管理信息（Administration Information)的收集(Collect)、存储(Store)、处理(Process) 、提取 (Retrieve)和数据交换(Communicate)的能力并满足所有用户 (Authorized Users)的功能需求。
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信号检测系统 功能：是接收由光学系统产生的光信号，将其转换
成电信号后放大，再把它们传送至数据处理单元。
➢信号接收器：一般为硅(矩阵)二极管 ➢信号传送方式：光电信号传送和光导纤维传送两种
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进样、加液系统
功能：模仿人工操作，识别样品和试剂，并把它 们加入到反应器中。
标 准
化
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二、全自动生化分析仪的主要类型、基本结 构和工作原理
(一)自动生化分析仪的类型
自动生化分析仪种类繁多，根据不同分类标 准，可分成不同的种类。
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根据反应装置的结构原理
连续流动式
离心式
分立式
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干化学式
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根据仪器的功能及复杂程度
小型自动生化分析仪
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全实验室自动化
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Front View of Automation Line （自动化流水线正面观）
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Tail End of Automation Line （自动化流水线末端）
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基本结构： 硬件
标本自动传送系统 标本前处理系统 标本后处理系统 检测单元
比色杯的厚度有0.5cm、0.6cm和1cm三种。光径小的可 以减少样品和试剂用量。光径小于1cm时，仪器可以自动校 正为1cm。
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比色杯有二种类型：
1、流动比色池 :吸液器将试管内 的有色溶液吸入固定的比色杯， 进行比色后再吸出，此为单通道 比色方式。
2、反ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ杯兼作为比色杯：反应杯 以不同形式逐个连接在一起，形成 一个盘结构，按指定顺序通过光路， 进行连续比色 。
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LIS的特点：
①采用客户／服务器体系和分布式处理方式建立局域网； ②在客户端使用图形界面的操作系统(如windows3.x／ windows 9x)，显示图形、图像等信息更加方便； ③具有以图形界面为基础的实时质量控制系统； ④在网络上，每台微机既可作为LIS系统的客户端，也可作为HIS 系统的客户端； ⑤每台自动分析仪都可以实时连接到网络客户端上，所有检验数 据都能为整个HIS系统所共享； ⑥门诊患者、数据存储、数据输出的编码已有统一标准，条形码 得到广泛应用； ⑦HL7(Health Level seven)协议是目前医疗信息数据交换标准 中应用最广泛的一个国际标准。
软件
信息处理系统
（自动化流程控制、支持软件系统以及计算机硬件 ）
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标本前(后)处理系统
贮藏室 出口区域
分析 数据 仪器 管理
分装模块
分析 仪器
揭盖 离心
样本入口区域
无需离心样本
急诊标本装载区域 条形码识别 离心
样本入 口区域
揭盖
原始管装载&卸载,直接进行分析
智能测试的贮存区域
无链接仪器样本分类至原来区域
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第二节 自动生化分析仪
一、概 述
• 自动生化分析仪(automatic
biochemical analyzer)，是把生
化分析中的取样(样品稀释)、加试
剂、混匀、保温反应、检测、结
特点
果计算、可靠性判断、显示和打
印、清洗等步骤实现自动化的仪
器。
灵敏 准确 快速 节约